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锂离子电池故障预测及健康管理技术进展
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作者 杨世春 王潇 +3 位作者 陈飞 郑一帆 钟益林 周思达 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第5期1490-1502,共13页
锂离子电池的故障预测及健康管理(PHM)技术通过对电池可靠性进行分析并综合制定控制策略,降低失效概率、提升失效前服役时间。相比于传统基于状态的电池管理方法,PHM更倾向于分析电池失效及概率,提高对电池可服役性的关注度,是未来电池... 锂离子电池的故障预测及健康管理(PHM)技术通过对电池可靠性进行分析并综合制定控制策略,降低失效概率、提升失效前服役时间。相比于传统基于状态的电池管理方法,PHM更倾向于分析电池失效及概率,提高对电池可服役性的关注度,是未来电池管理的发展方向之一。锂离子电池PHM技术依赖于对电池失效、故障分析和预测,围绕PHM的关键技术,阐述了PHM技术在端云融合电池管理系统中的总体架构和思路,重点分析了故障分析及失效概率预测、基于故障的数字孪生建模技术、故障诊断及预警算法、可靠性分析及测试方法、可靠性增长技术研究进展,归纳了现有技术的优缺点及不足,并展望了未来PHM技术挑战和发展趋势,以期为相关研究提供参考。 展开更多
关键词 锂离子电池 故障预测及健康管理 可靠性 数字孪生 故障诊断
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基于BP神经网络和遗传算法的设备故障诊断与健康管理模型研究 被引量:4
2
作者 和征 张同静 杨小红 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第11期9-15,共7页
针对目前设备管理存在的故障处理周期长、维护保养任务重、维修成本高的现状,构建了设备故障诊断与健康管理架构,包括设备层、感知层、数据处理及存储层、数据分析层和应用层。其中,在数据分析层,综合采用BP神经网络和遗传算法,建立了... 针对目前设备管理存在的故障处理周期长、维护保养任务重、维修成本高的现状,构建了设备故障诊断与健康管理架构,包括设备层、感知层、数据处理及存储层、数据分析层和应用层。其中,在数据分析层,综合采用BP神经网络和遗传算法,建立了设备故障诊断与健康管理模型。最后,以机电设备振动数据为例,进行设备故障诊断模型的预测结果分析,验证了该模型的可行性。研究结果表明,该模型能提高设备故障诊断正确率,具有较好的故障诊断效果;设备预测健康状态与实际健康状态的变化趋势基本保持一致,重合率大于90%。该成果可为制造企业的设备故障诊断与健康管理提供相关策略,有效排除故障问题,降低管理成本。 展开更多
关键词 设备故障诊断 设备健康管理 BP神经网络 遗传算法
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卫星健康管理故障诊断算法的设计及其实现 被引量:14
3
作者 潘宇倩 张弓 +2 位作者 白东炜 刘崇华 杨聪伟 《航天器工程》 2011年第5期37-42,共6页
自主健康管理系统对实现卫星安全性、可靠性和经济适用性具有重要意义,故障诊断算法是自主健康管理的核心技术之一。文章介绍了基于信号处理的故障诊断算法、基于解析模型的故障诊断算法和基于定性模型的故障诊断算法的国内外研究现状;... 自主健康管理系统对实现卫星安全性、可靠性和经济适用性具有重要意义,故障诊断算法是自主健康管理的核心技术之一。文章介绍了基于信号处理的故障诊断算法、基于解析模型的故障诊断算法和基于定性模型的故障诊断算法的国内外研究现状;提出了每种诊断算法的设计思想和实现途径;根据上述途径并结合卫星控制分系统的特点,得出了基于Unscented变换的故障诊断仿真结果;还给出了故障诊断算法的验证方案。这些算法能够满足星上故障诊断和处理的需求,对自主健康管理系统的实现具有参考意义。 展开更多
关键词 卫星 自主健康管理 故障诊断算法 设计 实现 验证
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综合航空电子系统故障诊断与健康管理技术发展 被引量:33
4
作者 卢海涛 王自力 《电光与控制》 北大核心 2015年第8期60-65,86,共7页
故障诊断与健康管理(PHM)技术是提高系统可用性、维修效率和降低寿命周期成本的重要手段,已成为未来飞机航空电子系统的一项关键技术和重要目标之一。从航空电子系统和PHM技术的发展角度,总结了国内外PHM技术的发展现状,介绍了综合航空... 故障诊断与健康管理(PHM)技术是提高系统可用性、维修效率和降低寿命周期成本的重要手段,已成为未来飞机航空电子系统的一项关键技术和重要目标之一。从航空电子系统和PHM技术的发展角度,总结了国内外PHM技术的发展现状,介绍了综合航空电子PHM系统OSA-CBM开放式体系架构,分析了综合航电PHM系统的关键技术,并对未来综合航空电子PHM技术的发展进行了探讨。 展开更多
关键词 综合航空电子系统 故障诊断 健康管理 故障预测
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迁移学习驱动机械装备智能故障诊断方法综述
5
作者 刘正杰 黄文涛 +1 位作者 霍纪德 黄宇涵 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第8期1-13,共13页
随着工业传感器的广泛部署和人工智能算法的快速发展,基于数据驱动的智能故障诊断技术已成为机械装备故障预测与健康管理(PHM)的关键部分和热点话题,然而,此类方法依赖于大量标记数据且对数据分布具有严格的一致性要求,导致相关方法在... 随着工业传感器的广泛部署和人工智能算法的快速发展,基于数据驱动的智能故障诊断技术已成为机械装备故障预测与健康管理(PHM)的关键部分和热点话题,然而,此类方法依赖于大量标记数据且对数据分布具有严格的一致性要求,导致相关方法在真实工业场景中的准确性和鲁棒性大幅下降。迁移学习作为应对数据分布不一致与小样本故障诊断问题的有效手段,得到了学术界与工业界的广泛关注,其通过将源域中学习到的知识迁移到目标域,显著提升了模型在目标域的泛化性能。为研究基于迁移学习的机械装备智能故障诊断方法的发展现状及其亟需解决的关键技术难题,对目前该领域的文献进行了分析与总结。首先,系统性梳理了机械装备智能故障诊断领域的国内、外研究进展与现状。其次,围绕迁移学习技术,分析对比各类迁移学习故障诊断方法的优势与局限性,从不同应用场景与行业关键技术问题出发,对迁移学习驱动的机械装备智能故障诊断技术进行了总结与评述。最后,探讨了相关热点问题并对技术瓶颈进行深入分析,指出了应对现有挑战的可能途径和未来发展趋势。研究表明:迁移学习在机械装备智能故障诊断领域已引发广泛关注,但仍存在诸多技术难题亟需解决,随着人工智能技术的快速发展及本领域专家学者对迁移学习理论与应用研究的持续推进,可为机械装备智能故障诊断方法的开发提供坚实的理论与技术基础。 展开更多
关键词 机械装备 智能故障诊断 迁移学习 故障预测与健康管理(phm) 工业大数据
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基于故障诊断与健康管理专家系统的装备体系架构 被引量:5
6
作者 刘雅娟 《无线电通信技术》 2021年第3期259-268,共10页
随着电子信息技术的发展及其广泛应用,诸如多目标航空航天器测控站、通信卫星关口站、深空飞行器测控站等电子设备的功能越来越多、组成复杂度越来越高。为及时准确地对各种异常运行状态或故障状态做出预防、诊断或消除,降低维护人员的... 随着电子信息技术的发展及其广泛应用,诸如多目标航空航天器测控站、通信卫星关口站、深空飞行器测控站等电子设备的功能越来越多、组成复杂度越来越高。为及时准确地对各种异常运行状态或故障状态做出预防、诊断或消除,降低维护人员的劳动强度,必须使复杂电子设备具备自动故障诊断与健康管理能力。通过对电子设备的故障诊断与健康管理专家系统的研究,针对不同的用户需求,进行了故障诊断与健康管理专家系统设备分类,提出了相应的电子装备体系结构,以便工程应用。 展开更多
关键词 故障诊断 健康管理 专家系统 装备体系结构
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故障预测和健康管理(PHM)系统 被引量:10
7
作者 孙旭 《舰船科学技术》 2011年第9期133-136,共4页
介绍了电子设备保障体系的现状和PHM系统的基本内容,以及PHM系统作为保障体系的一支新生力量在今后的发展方向等。从介绍PHM系统的功能、流程开始,阐明了PHM系统的体系结构等,在应用PHM系统需要解决的关键技术中重点论述了故障预测技术... 介绍了电子设备保障体系的现状和PHM系统的基本内容,以及PHM系统作为保障体系的一支新生力量在今后的发展方向等。从介绍PHM系统的功能、流程开始,阐明了PHM系统的体系结构等,在应用PHM系统需要解决的关键技术中重点论述了故障预测技术、预测的难点及方法。 展开更多
关键词 故障预测和健康管理 phm 故障预测方法
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深度学习在设备故障预测与健康管理中的应用 被引量:86
8
作者 陈志强 陈旭东 +1 位作者 JoséValente de Olivira 李川 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期206-226,共21页
在智能制造背景下,大数据驱动的设备故障预测与健康管理日益受到各界重视。深度学习能够在层次结构的特征提取过程中发现更多的隐藏知识,在领域自适应方面具有良好的数据适应性,近年来逐渐成为设备故障预测与健康管理的研究热点,并在设... 在智能制造背景下,大数据驱动的设备故障预测与健康管理日益受到各界重视。深度学习能够在层次结构的特征提取过程中发现更多的隐藏知识,在领域自适应方面具有良好的数据适应性,近年来逐渐成为设备故障预测与健康管理的研究热点,并在设备故障诊断和预测中得到了广泛的应用。通过系统回顾近年来深度学习在设备故障预测与健康管理中应用,总结、分类和解释关于这一热点主题的主要文献,讨论了各种体系结构和相关理论。在此基础上,阐述了深度学习在设备故障诊断和预测方面所取得的主要成果、面临的挑战、以及未来的发展趋势,为设备故障预测与健康管理领域选择、设计或实现深度学习架构,提供明确的方向。 展开更多
关键词 深度学习 故障预测与健康管理(phm) 故障诊断 剩余寿命预测
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船舶主推进系统故障预测与健康管理设计 被引量:13
9
作者 马剑 吕琛 +2 位作者 陶来发 邱伯华 黄雅琳 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第B07期119-124,共6页
随着装备系统复杂性、综合化、智能化程度的不断增加,其可靠性、维修性、测试性,保障性、安全性以及寿命周期费用的问题越来越受到人们的重视,为故障预测与健康管理(PHM)技术的产生发展提供了契机。本文首先简要介绍了PHM的内涵、功能... 随着装备系统复杂性、综合化、智能化程度的不断增加,其可靠性、维修性、测试性,保障性、安全性以及寿命周期费用的问题越来越受到人们的重视,为故障预测与健康管理(PHM)技术的产生发展提供了契机。本文首先简要介绍了PHM的内涵、功能及结构。在此基础上,以船舶主推进系统为研究对象,从体系结构、应用功能组成两个方面开展船舶主推进系统的PHM初步设计。最后,重点针对其中的设备健康检查模块,从工作原理、模块组成及功能实现流程等方面进行了详细设计。 展开更多
关键词 故障预测与健康管理(phm) phm体系结构 船舶主推进系统 健康检查
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数控机床故障预测与健康管理系统关键技术 被引量:22
10
作者 高宏力 刘庆杰 +3 位作者 黄柏权 赵敏 吴希曦 寿云 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期2217-2226,共10页
为提高数控机床的使用寿命及使用效率,研究了预测与健康管理系统的关键技术,提出了基于混合智能的数控机床故障预测和寿命评估技术,构建了长征718数控机床故障预测与健康管理系统。以丝杠副故障预测及寿命评估为研究对象,提出预测与健... 为提高数控机床的使用寿命及使用效率,研究了预测与健康管理系统的关键技术,提出了基于混合智能的数控机床故障预测和寿命评估技术,构建了长征718数控机床故障预测与健康管理系统。以丝杠副故障预测及寿命评估为研究对象,提出预测与健康管理系统关键技术应用的实施方案。采用恒模算法的频域滤波器剔除干扰噪声,通过主成分分析方法优化提取的时频域特征,利用混合模型在线构建故障及寿命预测模型。实践运行结果表明,所提方法能实现故障的预报和机床状态的准确评估,具有工业推广价值。 展开更多
关键词 故障预测 健康管理 频域滤波器 主成分分析法 数控机床 故障诊断
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高速列车轴箱轴承健康监测与故障诊断研究综述 被引量:19
11
作者 顾晓辉 杨绍普 +1 位作者 刘文朋 刘泽潮 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1780-1796,共17页
随着我国高速列车的发展,针对其运营维护中的故障预测与健康管理问题日益受到关注.轴箱轴承是高速列车走行部中的关键旋转部件,在复杂的轮轨相互作用下极易出现由疲劳、过载等原因导致的失效,影响列车的行车效率和运行安全.而现有诊断... 随着我国高速列车的发展,针对其运营维护中的故障预测与健康管理问题日益受到关注.轴箱轴承是高速列车走行部中的关键旋转部件,在复杂的轮轨相互作用下极易出现由疲劳、过载等原因导致的失效,影响列车的行车效率和运行安全.而现有诊断方法和技术难以满足高速列车动态化、系统化的安全保障需求,亟待进一步发展轴箱轴承健康监测和诊断技术.首先,介绍了工程中维修检测、轨边监测和车载监测系统的主要内容和发展现状.然后,从动力学正、反问题两个方面,分析和总结了在轴箱轴承的理论建模方法和轴箱轴承与列车耦合系统的动态特性分析、基于先进信号处理技术和机器学习技术的诊断方法等方面的研究思路和研究进展.最后,对轴箱轴承健康监测与故障诊断技术的发展趋势进行了展望,评述了在指导列车故障预测与健康管理方面的不足. 展开更多
关键词 轴箱轴承 状态监测 故障诊断 故障预测与健康管理
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故障预测与健康管理系统相关标准综述 被引量:38
12
作者 景博 汤巍 +1 位作者 黄以锋 杨洲 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2014年第12期1301-1307,共7页
随着故障预测与健康管理(prognostics and health management,PHM)技术的快速发展和实际应用的不断深入,PHM相关标准的建立就显得非常重要。首先给出了PHM的概念和技术内涵,指明PHM标准应该规范的内容,并介绍了国内外的研究现状;其次综... 随着故障预测与健康管理(prognostics and health management,PHM)技术的快速发展和实际应用的不断深入,PHM相关标准的建立就显得非常重要。首先给出了PHM的概念和技术内涵,指明PHM标准应该规范的内容,并介绍了国内外的研究现状;其次综述了现有国外标准化组织和机构中与相关的标准,并按照视情维修(CBM),故障预测与健康管理(PHM),综合航天器健康管理(IVHM)和状态使用和管理系统(HUMS)对PHM相关标准进行了深入分析;最后对我国PHM标准开发提出了几点建议,并指明了下一步工作的重点和研究方向。 展开更多
关键词 故障预测与健康管理 视情维修 故障诊断 状态监控 标准
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航空电子系统故障预测与健康管理技术现状与发展 被引量:41
13
作者 景博 黄以锋 张建业 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2010年第6期1-6,共6页
故障预测与健康管理(PHM)技术是比传统的故障诊断技术更高级的故障诊断、预测和健康管理技术,将PHM技术应用于电子系统已成为该技术的重要发展趋势之一。根据当前的研究进展,总结了电子系统故障预测的4种实现方法:特征参数法、预警电路... 故障预测与健康管理(PHM)技术是比传统的故障诊断技术更高级的故障诊断、预测和健康管理技术,将PHM技术应用于电子系统已成为该技术的重要发展趋势之一。根据当前的研究进展,总结了电子系统故障预测的4种实现方法:特征参数法、预警电路、累积损伤模型法和综合法,分析了电子系统PHM技术涉及的关键技术,探讨了电子系统PHM技术发展在特征参数获取、物理损伤模型和电子元器件质量方面将遇到的问题和挑战。最后,从可测性、PHM的标准化和评价指标等方面对电子系统PHM技术的进一步发展提出了几点意见。 展开更多
关键词 航空电子系统 故障诊断 故障预测与健康管理 可测试性设计
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轨道电路故障预测与健康管理体系结构设计 被引量:11
14
作者 黄赞武 魏学业 李绍斌 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第20期232-235,共4页
针对现有轨道电路实行故障维修和计划维修的缺陷,提出一种以状态为基础的设备故障预测维修机制。设计故障预测与健康管理(PHM)体系结构与工作流程,采用模糊神经网络的方法,建立一种高压不对称脉冲轨道电路故障预测模型。选定2个输入参数... 针对现有轨道电路实行故障维修和计划维修的缺陷,提出一种以状态为基础的设备故障预测维修机制。设计故障预测与健康管理(PHM)体系结构与工作流程,采用模糊神经网络的方法,建立一种高压不对称脉冲轨道电路故障预测模型。选定2个输入参数和4个故障输出参数,输出参数利用故障可信度描述,根据专家知识和现场经验形成模糊推理规则表。通过仿真实验验证了PHM体系结构是有效的。 展开更多
关键词 轨道电路 故障诊断 故障预测 健康管理 模糊神经网络
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变频机组故障预测与健康管理系统 被引量:2
15
作者 杨新宇 马齐爽 +1 位作者 张琳 张强 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期33-38,共6页
针对某型武器系统发电机组可靠性和维修保障性要求高的问题,根据变频发电机组系统故障特点提出了变频机组故障预测与健康管理系统的体系结构总体方案,研究了故障预测与健康管理系统体系结构各层的功能,探讨了某型变频机组健康监测系统... 针对某型武器系统发电机组可靠性和维修保障性要求高的问题,根据变频发电机组系统故障特点提出了变频机组故障预测与健康管理系统的体系结构总体方案,研究了故障预测与健康管理系统体系结构各层的功能,探讨了某型变频机组健康监测系统关键技术。基于工业控制计算机设计了健康监测系统,提出了以Hilbert变换技术为核心的快速和智能的故障诊断算法,并通过实验验证了其有效性。系统实现了变频机组故障预测与健康管理的基本功能,为典型变频发电机组系统故障预测和保障提供了有效的方法。 展开更多
关键词 故障 预测 健康管理 变频机组 phm结构
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多机种一体化故障预测与健康管理技术应用研究 被引量:10
16
作者 毛海涛 潘华 《现代电子技术》 北大核心 2015年第5期46-50,共5页
基于故障预测与健康管理的自主式保障是新一代飞机和直升机设计的基本能力,是航空装备综合保障领域的重要变革。研究介绍了飞机PHM系统体系结构,划分出机载PHM系统和地面PHM系统,提出机载PHM系统采用分层智能推理机构,地面PHM系统宿驻... 基于故障预测与健康管理的自主式保障是新一代飞机和直升机设计的基本能力,是航空装备综合保障领域的重要变革。研究介绍了飞机PHM系统体系结构,划分出机载PHM系统和地面PHM系统,提出机载PHM系统采用分层智能推理机构,地面PHM系统宿驻在地面自主保障信息系统,并优化了PHM系统工作过程;根据现实与可能,提出了实用性的综合智能故障诊断方法和维修任务预测算法;从多机种一体化保障需要,提出了飞机多机种自主式保障设计关键技术和研究方向。 展开更多
关键词 一体化故障预测 健康管理 自主式保障 phm系统
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故障预测与健康管理在舰用柴油机中的应用 被引量:3
17
作者 周志才 刘东风 石新发 《兵工自动化》 2014年第1期29-31,55,共4页
为解决舰用柴油机传统事后维修和计划维修的诊断能力不足、经济可承受能力差等问题,应用故障预测与健康管理(prognostics and health management,PHM)的理念进行研究。在分析柴油机常见故障的基础上,建立舰用柴油机动力装置的PHM体系结... 为解决舰用柴油机传统事后维修和计划维修的诊断能力不足、经济可承受能力差等问题,应用故障预测与健康管理(prognostics and health management,PHM)的理念进行研究。在分析柴油机常见故障的基础上,建立舰用柴油机动力装置的PHM体系结构,对其中主要功能模块进行分析,提出PHM在舰用柴油机中应用尚需解决的问题。该研究为实现舰用柴油机的健康管理奠定了理论基础,对现有装备的维修保障和预研装备的设计开发具有一定参考价值和指导意义。 展开更多
关键词 柴油机 故障预测与健康管理 动力装置 phm
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潜射导弹发射装置故障预测与健康管理研究 被引量:6
18
作者 王春健 马亮 范红军 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第3期259-261,共3页
对于目前很多大型武器系统来说,故障预测以及综合健康管理技术方面的研究越来越受到重视。故障诊断预测模块接收异常状态信息并进行判断,将诊断和预测结果供给分析决策模块进行综合诊断并给出结论。阐述了某型潜射导弹发射装置故障预测... 对于目前很多大型武器系统来说,故障预测以及综合健康管理技术方面的研究越来越受到重视。故障诊断预测模块接收异常状态信息并进行判断,将诊断和预测结果供给分析决策模块进行综合诊断并给出结论。阐述了某型潜射导弹发射装置故障预测及健康管理系统的概念和功能结构,阐述了其功能组成模块和关键技术。 展开更多
关键词 发射装置 故障预测及健康管理 故障诊断
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关于故障预测与健康管理技术的几点认识 被引量:98
19
作者 年夫顺 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1-14,共14页
介绍了故障预测与健康管理技术(PHM)基本概念与内涵,回顾了国外飞机发动机、固定翼飞机、直升机、航天飞行器、舰船、车辆和轨道交通等设备PHM技术发展历程及发展现状,分析了我国PHM技术的发展现状及存在的问题,预测了未来发展方向和... 介绍了故障预测与健康管理技术(PHM)基本概念与内涵,回顾了国外飞机发动机、固定翼飞机、直升机、航天飞行器、舰船、车辆和轨道交通等设备PHM技术发展历程及发展现状,分析了我国PHM技术的发展现状及存在的问题,预测了未来发展方向和应用领域。梳理了故障预测与健康管理技术体系架构,介绍了故障模型、状态监测、数据处理、综合诊断、健康管理、维修决策和后勤支援信息系统等关键技术,最后给出了我国发展PHM技术的意见和建议。 展开更多
关键词 飞行器 故障诊断 故障预测 健康管理 维修保障
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矿用逆变器功率器件故障预测与健康管理技术现状及展望 被引量:5
20
作者 李红岩 杨朝旭 +4 位作者 荣相 史晗 王越 刘宝 王磊 《工矿自动化》 北大核心 2022年第5期15-20,共6页
矿用逆变器功率器件故障预测与健康管理(PHM)技术通过对监测数据分析处理,能够提取信号特征、定位功率器件开路故障位置、预测功率器件寿命,提高矿用逆变器安全性和可靠性。详细介绍了PHM技术中信号特征提取方法(主要包括坐标变换法、... 矿用逆变器功率器件故障预测与健康管理(PHM)技术通过对监测数据分析处理,能够提取信号特征、定位功率器件开路故障位置、预测功率器件寿命,提高矿用逆变器安全性和可靠性。详细介绍了PHM技术中信号特征提取方法(主要包括坐标变换法、频谱分析法、小波分析法、经验模态分解法)、功率器件开路故障诊断方法(主要包括状态估计法、神经网络法、支持向量机法)、功率器件寿命预测方法(主要包括解析模型法、物理模型法、数据驱动法)的原理及研究现状。分别从实现难度、时效、抗扰性、准确度和数据需求量5个方面对上述各方法进行了比较。针对目前信号特征提取方法单一、矿用逆变器多功率器件开路故障、基于数据驱动法的功率器件寿命预测未能考虑逆变器变工况条件等问题,提出了矿用逆变器功率器件PHM技术的研究方向,包括多方法融合的信号特征提取、基于智能算法的多功率器件开路故障诊断、容错控制和健康管理、变工况下功率器件寿命预测。 展开更多
关键词 矿用逆变器 功率器件 故障预测与健康管理 信号特征提取 开路故障诊断 寿命预测
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